Металлы средней активности: Химические свойства металлов — активные, средней активности, малоактивные (Таблица)

Содержание

Химические свойства металлов — активные, средней активности, малоактивные (Таблица)

МЕТАЛЛЫ

Активные

Средней активности

Малоактивные 

Li — Al

Al — H2

H2 — Au 

H2O (окислитель H+)

реагируют

реагируют,

пассивируются: Al, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, Zn, Sn, Cd, Pb

не реагируют 

H2SO4(разб) (окислитель H+)

 реагируют

реагируют,

реагируют и пассивируется Pb

 не реагируют 

H2SO4(конц) (окислитель S+6)

 реагируют

реагируют,

реагируют и пассивируются: Al, Fe

реагируют:

Cu, Hg

 не реагируют:

Ag, Au, Ru, Os, Rh, Ir, Pt

Кислота восстанавливается, в основном, до следующих продуктов:

 H2S

S

SO2

HNO3(разб) (окислитель N+5)

 реагируют

реагируют,

реагируют и пассивируется Ti

реагируют:

Cu, Hg, Ag

 не реагируют:

Ru, Os, Rh, Ir, Pt

 Кислота восстанавливается, в основном, до следующих продуктов:

 NH4NO3

N2, N2O

NO

HNO3(конц) (окислитель N+5)

реагируют

реагируют,

реагируют и пассивируются: Al, Ti, Cr, Fe

реагируют:

Cu, Hg, Ag

не реагируют:

Au, Ru, Os, Rh, Ir, Pt

Кислота восстанавливается, в основном, до N2O

H2O (окислитель H+) + щелочь (например, NaOH)

 реагирует только Be

реагируют: Al, Zn, Sn, Pb 

не реагируют

Какие металлы реагируют с водой?

Прежде всего следует запомнить, что металлы делят в целом на три группы:

1) Активные металлы: к таким металлам относятся все щелочные металлы, щелочноземельные металлы, а также магний и алюминий.

2) Металлы средней активности: к таковым относят металлы, расположенные между алюминием и водородом в ряду активности.

3) Малоактивные металлы: металлы, расположенные в ряду активности правее водорода.

В первую очередь нужно запомнить, что малоактивные металлы (т.е. те, что расположены после водорода) с водой не реагируют ни при каких условиях.

Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой при любых условиях (даже при обычной температуре и на холоде), при этом реакция сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла. Например:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

Магний из-за того, что покрыт защитной оксидной пленкой, реагирует с водой только при кипячении. При нагревании в воде оксидная пленка, состоящая из MgO, разрушается и находящийся под ней магний начинает реагировать с водой. При этом реакция также сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла, который, однако, в случае магния нерастворим:

Mg + 2H2O = Mg(OH)2↓ + H2

Алюминий так же, как и магний, покрыт защитной оксидной пленкой, однако в этом случае кипячением ее разрушить нельзя. Для ее снятия требуются либо механическая чистка (каким-либо абразивом), либо ее химическое разрушение щелочью, растворами солей ртути или солей аммония:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

Металлы средней активности реагируют с водой лишь тогда, когда она находится в состоянии перегретого водяного пара. Сам металл при этом должен быть нагрет до температуры красного каления (около 600-800 оС). В отличие от активных металлов, металлы средней активности при реакции с водой вместо гидроксидов образуют оксиды металлов. Продуктом восстановления и в этом случае является водород:

Zn + H2O = ZnO + H2

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 или

Fe + H2O = FeO + H2 (в зависимости от степени нагрева)

Борьба металлов — MEL Chemistry

Что произошло

Металлы бывают разные, но у них есть и общие черты: они обычно блестящие, пластичные и хорошо проводят электрический ток. И здесь нет совпадений — эти свойства обусловлены их характерной структурой. На наноскопическом уровне любой металл — это упорядоченная решетка заряженных частиц металла (ионов)  внутри облака электронов . Ионы некоторых металлов больше, чем другие, ценят комфорт этого облака. Поэтому они вытесняют прочь менее ленивые металлы  и занимают их место .

Если расположить металлы в порядке от более активных к менее активным, то цинк Zn окажется более смелым авантюристом, чем олово Sn или медь Cu. Именно поэтому, когда вы опускаете цинковый стержень в раствор с ионами меди Cu

2+, то последние рады обосноваться в комфортном облаке электронов, образуя на поверхности стержня металлическую медь Cu. А ионы цинка Zn2+, в свою очередь, уходят плавать в раствор. Так же протекает реакция с раствором SnCl2.

Как видите, извлечь металл из соединения довольно просто, если найти более активный металл. А как тогда выделить более активные металлы, такие как цинк? В промышленности не полагаются на личные предпочтения металлов — чтобы изловить блуждающие ионы металлов, там используют электрический ток.

Что такое ряд активности металлов?

Любое спортивное состязание — это соперничество за право называться самым сильным. Спортсмены и команды соревнуются, чтобы узнать, кто настоящий чемпион. Среди металлов есть наиболее активные (то есть самые реакционноспособные), а есть и весьма неактивные. Но в случае металлов «призовые места» предопределены заранее. Если спортсмен может стать сильнее соперников за счет упорных тренировок, то у металлов такой возможности нет. Например, цинк всегда активнее меди, и никогда наоборот. Поэтому химики составили нечто вроде турнирной таблицы металлов и назвали ее

рядом активности. Самые активные металлы расположены слева, а самые неактивные — справа.

Li → K → Ba → Ca → Mg → Al → Zn → Fe → Ni → Sn → Pb → H → Cu → Hg → Ag → Au

Как работает ряд активности?

В этом эксперименте мы опустили кусочек цинка в раствор сульфата меди и наблюдали, как тот обрастает металлической медью:

Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4

Цинк фактически вытеснил медь из раствора ее соли. То же самое происходит и в пробирке с раствором хлорида олова, где цинк занимает место олова:

Zn + SnCl2 → Sn + ZnCl2

Реакция в пробирке с сульфатом меди и кусочком олова протекает медленнее, но со временем олово всё же покрывается тонким медным слоем, вытесняя медь из сульфата меди:

Sn + CuSO4 → Cu + SnSO4

Теперь посмотрим на нашу «турнирную таблицу»: цинк активнее меди и олова, а олово — активнее меди. Так и работает ряд активности металлов: более активные металлы вытесняют менее активные из их солей, но не наоборот! Именно поэтому мы и не наблюдали реакций в оставшихся трех пробирках.

Но водород не металл — почему же его тоже включили в ряд активности?

Водород позволяет систематизировать металлы по их реакционной способности. Справа от водорода расположены малоактивные металлы. Если положить кусочек такого металла в подкисленный раствор, никакой реакции не произойдет.

Металлы в середине ряда, но слева от водорода обладают средней активностью. Они реагируют с водными растворами кислот с образованием водорода. К таким металлам относится и цинк. Вот как он реагирует с раствором серной кислоты:

Zn + H2SO4 → ZnSO

4 + H2

Цинк вытесняет водород из кислоты и именно поэтому находится в середине ряда активности.

Щелочные и некоторые щёлочноземельные металлы реагируют не так, как все остальные: в подкисленном растворе они реагируют с водой. Такие металлы находятся в самом начале ряда активности как наиболее реакционноспособные.

Общие химические свойства металлов. — Абросимова Елена Владимировна учитель химии и биологии

I. Реакции с кислотами                                        

1)    Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до H взаимодействую с растворами кислот, при этом образуются соль и Н2:

 

1.  Mg0 + 2HCl ®  Mg+2Cl2 + H20­

        (Mg0 + 2H+ ® Mg2++ H20­)

2. 2Al0+ 6HCl ® 2AlCl3 + 3H20­

        (2Al0 + 6H+ ® 2Al3+ + 3H20­)

3. 6Na0 + 2H3PO4 ® 2Na3+1PO4 + 3H2­

        (6Na0 + 6H+ ®  6Na+ + 3H20­)

 

Взаимодействие металлов с кислотами-окислителями (концентрированной серной и азотной кислотами) смотри в разделах: «окислительно-восстановительные реакции», «серная кислота», «азотная кислота».

 

II. Взаимодействие с водой

 

1)    Активные (щелочные и щелочноземельные металлы) взаимодействуют с водой с образованием  растворимого основания и Н2:

 

1. 2Na0 + 2H2O ® 2Na+1OH + H20­

        (2Na0 + 2H2O ® 2Na1+ + 2OH1- + H20­)

2. Ca0 + 2H2O ® Ca+2(OH)2 + H20­

        (Ca0 + 2H2O ® Ca2+ + 2OH1- + H20­)

 

2)    Металлы средней активности окисляются водой при нагревании до оксида:

 

Zn0 + H2O  –t°®  Zn+2O + H02­

 

3)    Неактивные (Au, Ag, Pt) — не реагируют.

 

III. Взаимодействие металлов с растворами солей

   Вытеснение более активными металлами менее активных металлов из растворов их солей 

    (каждый предыдущий вытесняет последующий металл из раствора его соли):

 

1. Cu0 + Hg+2Cl2 ® Hg0 + Cu+2Cl2

        (Cu0 + Hg2+ ®  Cu2+ + Hg0)

2. Fe0 + Cu+2SO4 ® Cu0 + Fe+2SO4

        (Fe0 + Cu2+ ® Cu0 + Fe2+)

Нельзя использовать для реакции и получать в ходе реакции щелочные и щелочноземельные металлы (Li, Na, K, Ca, Ba), так как они взаимодействуют в первую очередь с водой раствора!

Open Library — открытая библиотека учебной информации

Химия Металлы средней активности в ряду напряжений стоят от Mg до Pb (алюминий на особом положении)

просмотров — 306

Ряд активности металлов

Химические свойства воды

Вода — весьма реакционноспособное вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочно-земельными металлами. Вода образует многочисленные соединœения — кристаллогидраты.

Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород:

2H2O электрический ток= 2H2↑+ O2

Видео «Электролиз воды»

  • Магний с горячей водой реагирует с образованием нерастворимого основания:

Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2

  • Бериллий с водой образует амфотерный оксид: Be + H2O = BeO + H2

1. Активные металлы — это:

Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – 1 группа «А»

Ca, Sr, Ba, Ra – 2 группа «А»

3. Щёлочь — ϶ᴛᴏ растворимое в воде основание, сложное вещество в состав которого входит активный металл и гидроксильная группа ОН (I).

Видео «Взаимодействие натрия с водой»

Помните!!!

Алюминий реагирует с водой подобно активным металлам, образуя основание:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

Видео «Взаимодействие кислотных оксидов с водой»

Используя образец, запишите уравнения реакций взаимодействия:

СO2 + H2O =

SO3 + H2O =

Cl2O7 + H2O =

P2O5 + H2O (горячая) =

N2O5 + H2O =

Помните! С водой реагируют только оксиды активных металлов. Оксиды металлов средней активности и металлов, стоящих после водорода в ряду активности в воде не растворяются, к примеру, CuO + H2O = реакция не возможна.

Видео «Взаимодействие оксидов металлов с водой»

Na2O + H2O = 2NaOH

CaO + H2O = Ca(OH)2

Самый активный металл на Земле

Наиболее активными металлами являются элементы I и II групп, находящиеся с левой стороны периодической таблицы Менделеева. Металл считается активным, когда он сильно и быстро реагирует с другими элементами.Реакционная способность металла возрастает по мере того, как мы переходим от верхней к нижней части периодической таблицы.

Исключением является водород, который не считается металлом и размещен в верхнем левом углу периодической системы химических элементов Менделеева.

Самые активные металлы в мире

По реакционной способности металлических элементов, перечисленных в периодической таблице химических элементов, они подразделяются на три группы:

  1. Активные металлы.
  2. Средней активности металлы.
  3. Малоактивные металлы.

Наиболее активные металлы на Земле — литий, цезий и франций.

Цезий — самым активный из нерадиоактивных элементов. Это редкий серебристо-желтый блестящий металл с атомным числом (число протонов в ядре) 55. Это очень мягкий элемент, который будет таять в ваших руках — если не взорвется раньше, так как он сильно реагирует на влагу.

Caesium (Cs), номер – 55, атомная масса – 132,905

Существует также очень радиоактивный элемент, франций, который может быть более активным, чем цезий. Или не может, мы, вероятно, никогда этого не узнаем, потому что франций не только крайне радиоактивный, но и крайне редкий металл.

Последний из тройки наиболее активных металлов — литий — обладает интересным свойством. Он придает малиновый цвет языкам пламени.

Вот видео-демонстрация активности лития, натрия, калия, рубидия и цезия.


Что такое цезий

Цезий относится к щелочным металлам. Они очень реакционноспособны, и не встречаются свободно в природе. Эти металлы также очень пластичные, они хорошие тепловые и электрические проводники.

Цезий был первым элементом, который можно было обнаружить со спектроскопом. В 1860 году его открыли немецкие химики Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф, когда анализировали спектр минеральной воды из Бад-Дюркхаймского источника.

Цезий встречается естественным образом в минералах поллуцита и лепидолита. Также он содержится во многих алюмосиликатах, таких как берилл, петалит и карналлит. Самое богатое из известных месторождений цезия находится в Канаде, на берегу озера Берник-Лейк. Там сосредоточено около 70% всех земных запасов. Любопытно, что это озеро является местом проведения ежегодного фестиваля цезия (24 февраля), когда в снегу сжигаются тонны этого вещества, и преобладает другое цезиевое безумие.

А еще цезий является побочным продуктом ядерного деления в реакторах.

Свойства цезия

Пусть цезий и не самый тяжелый металл в мире, зато он самый активный и обладает рядом уникальных свойств:

  • Он спонтанно горит на воздухе и моментально взрывается при контакте с водой или влагой в любой форме, даже со льдом до -116 С.
  • Он горит блестящим голубым пламенем. Непосвященным пламя кажется пурпурным, а не синим, однако после достаточной медитации, изучения трудов по химии и блаженных часов, проведенных в благоговении перед тем, как горит цезий, раскрывается истинная синяя природа его пламени
  • Название «цезий» происходит от двух ярко-синих линий в его эмиссионном спектре. В переводе с латинского «caesius» означает «небесно-синий».
  • Его гидроксид (жидкое расплавленное состояние) способен проесть плоть, стекло и многие другие вещества. Лишь металл родий и ряд его сплавов способны противостоять расплаву гидроксида цезия.
  • Иодид и бромид цезия используются в качестве центральных компонентов при производстве высокоточной оптики, в том числе прицелов, очков и биноклей ночного видения. Цезий также экспериментально использовался в ионных силовых установках для космических аппаратов, из-за его низкого потенциала ионизации.
  • Цезий используется при создании самых точных атомных часов. Даже лучшие наручные часы в мире могут отставать на несколько секунд или даже минуту. А вот атомные часы на основе цезия теряют всего одну секунду в пять миллиардов лет.
  • Природный цезий состоит из одного стабильного изотопа, Cs 133. Известно 30 других радиоактивных изотопов, заполняющих диапазон от Cs 114 до Cs 145. Цезий-137 (он же радиоцезий) является одним из наиболее биологически опасных компонентов радиоактивных отходов и ядерных осадков. Он накапливается в живых организмах и даже в грибах, а самое высокое его содержание обнаружено в у северных оленей и водоплавающих птиц в Северной Америке.

Люди и животные постоянно подвергаются воздействию минимального количеств цезия при еде, дыхании и питье. Хотя маловероятно, что мы будем болеть только из-за цезия, его длительное воздействие может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья, включая тошноту, рвоту, кровотечение и повреждение клеток.

Цезий и лечение рака

Еще Парацельс утверждал, что все есть яд, и все есть лекарство. Дело лишь в дозировке. И когда речь заходит о цезии, то слова Парацельса абсолютно верны.

В настоящее время исследуется эффективность цезия для лечения нескольких форм рака, включая опухоли головного мозга. Цезий-131, радиоактивный изотоп цезия, вместе с другим радиоактивным изотопом (йодом-125) помещают в брахитерапевтическую капсулу («семя»).

По данным Американского общества брахитерапии, брахитерапевтическая капсула является радиоактивным «стручком», который помещается непосредственно в раковую ткань. Такие семена эффективны при нескольких формах рака, включая рак простаты, шейки матки и эндометрия.

В одном из исследований группе из 24 пациентов с опухолями головного мозга были  имплантированы в опухоль брахиотерапевтические семена с цезием-131. Были отмечены минимальные побочные эффекты, но в целом пациенты хорошо перенесли эту форму лечения.

Идея использования семян брахитерапии с цезием-131 в качестве лечения рака возникла еще в 1960-х годах и была описана в исследовании, опубликованном в журнале « Радиология». В исследовании, опубликованном в журнале Medical Physics, в 2009 году обсуждалось использование семян цезия-131 для лечения рака предстательной железы с положительными результатами.

Необходимо больше исследований, прежде чем лечение цезием прочно займет свое место в медицине. Однако пока что исследования доказывают, что использование цезия-131 для лечения раковых опухолей при помощи брахиотерапии является обнадеживающим.

Сравнение цезия и франция

Способы получения металлов

Просмотр содержимого документа
«Способы получения металлов»

Способы получения металлов

Металлургия.

  • Металлургия – наука о промышленных способах получения металлов из природного сырья.
  • Металлургия делится на три отрасли: пирометаллургию, гидрометаллургию и электрометаллургию.

Пирометаллургия.

Пирометаллургия – это получение металлов из природных руд реакциями восстановления при высокой температуре.

Получение из оксидов.

1) Восстановление углеродом.

ZnO + C Zn + CO

2) Восстановление угарным газом.

Fe 2 O 3 + 3CO 2Fe + 3CO 2

Такими способами получают металлы средней активности и неактивные.

Получение из оксидов.

3) Восстановление водородом.

WO 3 + 3H 2 W + 3H 2 O

Таким способом получают редкоземельные металлы.

Алюмотермия

4) 3MnO 2 + 4Al 3Mn + 2Al 2 O 3

Таким способом получают Mn, Cr, Ti, Mo, W

Получение из сульфидов.

Получение происходит по схеме:

сульфиды оксиды металлы

Получение из сульфидов.

а) 2ZnS + 3O 2 2ZnO + 2SO 2

б) ZnO + C Zn + CO

Гидрометаллургия.

Гидрометаллургия – получение металлов из растворов их солей.

Получение происходит по схеме:

Руда раствор соли металл

Гидрометаллургия.

а) CuO + H 2 SO 4 CuSO 4 + H 2 O

б)CuSO 4 + Fe FeSO 4 + Cu

Таким способом получают Cu, Ag, Au, Zn, Mo, U и другие металлы.

Электрометаллургия.

Электрометаллургия – получение металлов с помощью электрического тока (электролиз).

2Na + Cl — Na 0 + Cl2 0

Таким способом получают только самые активные металлы.

Спасибо за внимание

Деятельность металлов

Металлы


Деятельность Металлы

Основное различие между металлами — легкость, с которой они подвергаются химическим реакциям. Элементы внизу левый угол периодической таблицы — это металлы, наиболее активных в смысле наиболее активных . Например, литий, натрий и калий реагируют с водой.Скорость этой реакции увеличивается по мере того, как мы спускаемся по этому столбцу, однако, поскольку эти элементы становятся более активными по мере того, как они становятся более металлический.


Классификация металлов На основании действия

Металлы часто делятся на четыре класса на основе их активность, как показано в таблице ниже.

Обычные металлы, разделенные на классы на Основа их деятельности

Металлы класса I: активные Металлы
Li, Na, K, Rb, Cs (группа IA)
Ca, Sr, Ba (группа IIA)
Металлы класса II: менее активные Металлы
Mg, Al, Zn, Mn
Металлы класса III: структурные Металлы
Cr, Fe, Sn, Pb, Cu
Металлы IV класса: чеканка Металлы
Ag, Au, Pt, Hg

Наиболее активные металлы настолько реактивны, что легко сочетаются с парами O 2 и H 2 O в атмосфере и поэтому хранятся в инертной жидкости, такой как как минеральное масло.Эти металлы находятся исключительно в группах IA. и IIA периодической таблицы.

Металлы второго класса несколько менее активны. Они не реагируют с водой при комнатной температуре, но реагируют быстро с кислотами.

Третий класс содержит такие металлы, как хром, железо, олово, и свинец, который реагирует только с сильными кислотами. Он также содержит даже менее активные металлы, такие как медь, которая растворяется только при обработаны кислотами, способными окислять металл.

Металлы четвертого класса настолько инертны, что практически инертен при комнатной температуре. Эти металлы идеально подходят для изготовление украшений или монет, потому что они не реагируют на огромные большинство веществ, с которыми они ежедневно попадают контакт. В результате их часто называют «чеканкой». металлы »


Прогнозирование продукта реакции металлов основной группы

Продукт многих реакций между металлами основной группы и другие элементы могут быть предсказаны из электронных конфигураций элементов.

Пример: Рассмотрим реакцию между натрием и хлором с образованием образуют хлорид натрия. Для удаления электрона требуется больше энергии от атома натрия с образованием иона Na + , чем мы получаем обратно когда этот электрон присоединяется к атому хлора с образованием Cl ион. Однако, как только эти ионы образуются, сила притяжения между этими ионами высвобождает достаточно энергии, чтобы сделать следующие реакция экзотермическая.

Na ( с ) + 1 / 2 Cl 2 ( г ) NaCl ( с ) H o = -411.3 кДж / моль

Чистый эффект этой реакции — перенос одного электрона от нейтрального атома натрия к нейтральному атому хлора с образованием Na + и ионы Cl , которые имеют конфигурацию с заполненной оболочкой.

Калий и водород имеют следующие электроны конфигурации.

Когда эти элементы реагируют, электрон должен быть перенесен от одного элемента к другому.Мы можем решить, какой элемент должен потерять электрон, сравнив первую энергию ионизации для калия (418,8 кДж / моль) и водорода (1312,0 кДж / моль).

Калий гораздо чаще теряет электрон в этой реакции, что означает, что водород получает электрон с образованием ионов K + и H .

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Извлечение металлов и ряд реактивности — Ряд реактивности металлов — GCSE Chemistry (Single Science) Revision — WJEC

Металлы извлекаются из руд, которые представляют собой минералы, обнаруженные в земной коре и содержащие соединения металлов.Примеры руд включают:

  • гематит (Fe 2 O 3 )
  • боксит (Al 2 O 3 )
  • галенит (PbS)

Метод, используемый для извлечения металла из руды. руда зависит от стабильности ее соединения в руде, которая, в свою очередь, зависит от реакционной способности металла.

  • очень реактивных металлов, таких как алюминий, образуют стабильных оксидов и других соединений. Электролиз обычно используется для извлечения этих металлов и требует большого количества электрического тока (энергии), чтобы восстановить их для извлечения металла.
  • Менее химически активные металлов, такие как железо, образуют менее стабильных оксидов и других соединений. Восстановление углеродом часто используется для извлечения этих металлов, и для их восстановления для извлечения металла требуется меньше энергии.

Таким образом, метод извлечения металла из руды зависит от положения металла в ряду реактивности.

Реакционная способность и метод извлечения

В таблице показаны некоторые металлы в порядке убывания реакционной способности и методы, используемые для их извлечения.

8 9032 Электролиз 9043 Электролиз

90 044
Металл Метод
Калий Электролиз
Натрий Электролиз
Кальций Электролиз
(углерод) (неметалл)
Цинк Восстановление углеродом или оксидом углерода
Железо Восстановление углеродом или оксидом углерода
Олово Восстановление углерод или оксид углерода
Свинец Восстановление углеродом или оксидом углерода
(водород) (неметалл)
Медь Различные химические реакции
Серебро Различные химические реакции
Золото Различные химические реакции
Платина Различные химические реакции

Металлы, более реактивные, чем углерод, такие как алюминий, извлекаются электролизом, в то время как металлы, менее реактивные, чем углерод, такие как железо, может быть извлечен восстановлением углеродом.

Поскольку золото не вступает в реакцию, оно обнаруживается как самородный металл, а не как соединение. Не требует химического разделения. Однако могут потребоваться химические реакции для удаления других элементов, которые могут загрязнить металл.

Определение серии активности металлов

Кэрол Крюгер
Средняя школа Олбани,
Олбани, MN 56307

На основе данных, полученных в Институте учителей химии MnSTEP при университете Хэмлайн.

Профиль автора
Резюме

В этой химической лаборатории студенты будут исследовать активность 4 неизвестных металлов и ранжировать их в соответствии с их активностью.Для достижения этой цели студенты будут объединять 1M раствор HCl с каждым металлом и наблюдать за реакцией. Студенты определят свой собственный метод ранжирования деятельности и обосновывают свои критерии ранжирования. Студенты могут заполнить лист лабораторных данных, который включен, и / или заполнить формат, необходимый в их лабораторных тетрадях.

Цели обучения

ЦЕЛИ


После завершения этой лабораторной работы студенты
должны уметь:
— проводить наблюдения за химическими реакциями с участием металла и кислоты
— составлять ряд действий для данных металлов
— обосновывать результаты, используя концепции химии
КОНЦЕПЦИИ
1 .Реакционная способность металла зависит от его способности отдавать электроны в химической реакции.
2. Большинство металлов реагируют с кислотой с образованием газообразного водорода.
СЛОВАРЬ
-металл
-реакционная способность
-реакция однократного замещения
-серия активности

Условия использования

Эта лабораторная деятельность подходит для школьных курсов химии и химкома. Это задание должно быть выполнено в течение типичного 50-минутного урока. Необходимое оборудование и материалы включают точечные планшеты или пробирки, образцы металлов и 0.1M или 1,0M HCl. Студенты уже должны быть знакомы с правилами безопасности лаборатории. Если точечные пластины ранее не использовались, необходимо предоставить инструкции по их использованию. Студенты должны иметь некоторый опыт работы с химическими реакциями и их различиями. Эта деятельность подходит либо для модуля периодической таблицы, либо для модуля химических реакций. Из-за использования HCl эта лаборатория должна проводиться в соответствующем лабораторном помещении с соответствующей вентиляцией и доступными раковинами.

Предмет : Химия: Общая химия: Элементы и периодическая таблица
Тип ресурса : Деятельность: Лабораторная деятельность
Уровень класса : Средняя школа (9-12)

Описание и учебные материалы

Возможным упреждающим набором для этой деятельности могла бы стать демонстрация водородного «всплывающего» теста.Пока студенты обсуждают причины образования водорода, спросите, будет ли какой-либо металл в сочетании с HCl вызывать эту реакцию. Это приведет к тому, что цель этой лаборатории — определить активность четырех загадочных металлов. Материалы, необходимые для этой лаборатории, включают 4 образца металлов, таких как магний, железо, медь, цинк и пластинки / пробирки с оловянными пятнами, 0,1 М HCl или 1,0 М HCl, а также контейнер для утилизации отходов. Студенты будут проинструктированы, что они должны определить активность каждого из металлов и ранжировать их в соответствии с их результатами.Они должны уметь обосновать свое решение. После того, как эти результаты будут собраны для всего класса, обсудите, как активность соотносится с металлами
позиции в периодической таблице. Также опубликованную версию серии упражнений можно сравнить с результатами. Студенты также должны объяснить любые расхождения между их результатами и опубликованной информацией. Раздаточный материал лаборатории (38kB, 18 сентября 2008 г.)

Учебные заметки и советы

Это управляемое исследование, поэтому преподаватели должны быть готовы к различным результатам от студентов.Результаты учащихся могут не совпадать с опубликованными сериями упражнений из-за оксидного покрытия, обнаруженного на большинстве металлов, количества времени, в течение которого учащиеся наблюдают за каждой реакцией, и интерпретации результатов учащимися.

Оценка

Если используется прилагаемый лист данных, студенты могут быть оценены как типичные для преподавателя. Другая оценка, которая может быть использована, — это создать пример некоторых наблюдений из другого набора металлов и попросить студентов интерпретировать данные. Если студентам требуется использовать лабораторную тетрадь, обычно используется оценка.

Стандарты

II.A.2 Структура вещества: отношение положения элемента в периодической таблице к его атомному номеру и массе
II.A.4 Структура вещества: используйте периодическую таблицу для определения регионов, семейств, групп и периодов
II .B.1 Химические реакции: описание химических реакций с помощью слов и символических уравнений

Ссылки и ресурсы

Коррозия металлов

Теория коррозии металлов

Коррозия определяется как повреждение материала в результате химическая, часто электрохимическая реакция с окружающей средой.Согласно этому определению термин «коррозия» может применяться ко всем материалы, в том числе неметаллы. Но на практике слово коррозия в основном используется в в сочетании с металлическими материалами.

Почему металлы корродируют? Помимо золота, платины и некоторых других, в чистом виде металлы в природе не встречаются. Они обычно химически связаны с другими веществами в рудах, такими как сульфиды, оксиды и т. д.Энергия должна быть затрачена (например, в доменной печи) для извлечения металлов из сульфиды, оксиды и т. д. для получения чистых металлов.

Чистые металлы содержат больше связанной энергии, представляя собой более высокое энергетическое состояние, чем в природе в виде сульфидов или оксидов.


Энергетическое состояние металла в различных формах

Поскольку весь материал во Вселенной стремится вернуться к своему низкому уровню энергетическое состояние, чистые металлы также стремятся вернуться к своему самому низкому энергетическому состоянию которые у них были в виде сульфидов или оксидов.Один из способов, которыми металлы могут возврат к низкому уровню энергии происходит за счет коррозии. Продукты коррозии металлы часто представляют собой сульфиды или оксиды.

Химическая и электрохимическая коррозия

Химическая коррозия может рассматриваться как окисление и происходит под действием сухих газов, часто при высоких температурах. С другой стороны, имеет место электрохимическая коррозия. электродными реакциями, часто во влажной среде, т.е.е. влажная коррозия.

Все металлы в сухом воздухе покрыты очень тонким слоем оксида, мощность около 100 (10 -2 м). Этот слой образован химическими веществами. коррозия кислородом воздуха. При очень высоких температурах реакция с кислородом в воздухе может продолжаться без ограничений, и металл быстро превратится в оксид.


Окисление металла при разных температурах

При комнатной температуре реакция останавливается, когда слой становится тонким.Эти тонкие слои оксида могут защитить металл от продолжительного воздействия, например в водный раствор. На самом деле именно эти слои оксида и / или продукты коррозии, образующиеся на поверхности металла, которые защищают металл от продолжающегося воздействия в гораздо большей степени, чем коррозия сопротивление самого металла.

Эти слои оксида могут быть более или менее прочными в вода, например.Мы знаем, что обычная углеродистая сталь быстрее корродирует в воде. чем нержавеющая сталь. Разница зависит от состава и проницаемость их соответственно оксидных слоев. Следующее описание явление коррозии касается только электрохимической коррозии, т.е. влажная коррозия.

Ячейки коррозии

Как металлы корродируют в жидкостях? Проиллюстрируем это, с использованием явления коррозии, называемого биметаллической коррозией или гальванической коррозией.Биметаллическая коррозионная ячейка может, например, состоят из стальной пластины и медной пластины в электрическом контакте друг с другом и погружены в водный раствор (электролит).

Электролит содержит растворенный кислород из воздуха. и растворенная соль. Если лампа подключена между стальной пластиной и медная пластина, она загорится. Это указывает на то, что ток течет между металлические пластины.Медь будет положительным электродом, а сталь — быть отрицательным электродом.


Ток течет через лампу от медной пластины к стальной пластине

Движущей силой тока является разница в электрическом потенциал между медью и сталью. Цепь должна быть замкнута и следовательно, ток будет течь в жидкости (электролите) от стального листа. к медной пластине.Ток протекает через положительно заряженный атомы железа (ионы железа) покидают стальную пластину, и стальная пластина подвергается коррозии.

Корродирующая металлическая поверхность называется анодом. Кислород и вода расходуются на поверхности медной пластины, а гидроксильные ионы (ОН-), которые имеют отрицательный заряд, образуются. Отрицательные ионы гидроксила «нейтрализовать» положительно заряженные атомы железа.Ионы железа и гидроксила образуют гидроксид железа (ржавчина).

В описанной выше коррозионной ячейке металлическая медь называется катодом. Обе металлические пластины называются электродами, а определение анода и катода дано ниже.

Анод : Электрод, от которого течет положительный ток. в электролит.
Катод : Электрод, через который проходит положительный электрический ток. ток уходит из электролита.

Когда положительные атомы железа переходят в раствор из стальной пластины, электроны остаются в металле и переносятся в обратном направлении, в сторону положительный ток.

Предпосылки для К формированию биметаллической ячейки относятся:
1.Электролит
2. Анод
3. Катод
4. Окислительная среда, например растворенный кислород (O 2 ) или ионы водорода. (H + ).

Электродный потенциал — гальваническая серия

В приведенном выше примере было показано, что движущая сила для протекания тока и, следовательно, Коррозия — это разность электродных потенциалов.Электродный потенциал металл — это показатель склонности металла к растворению и коррозии. в определенном электролите.

Упоминается также «благородство» металла. Более благородный металла, чем выше потенциал, тем меньше у него тенденция к раствориться в электролите.

Электродные потенциалы различных металлов могут быть указаны в отношение друг к другу в гальваническом ряду для разных электролитов.В гальванический ряд различных металлов в морской воде показан ниже.

Золото +0,42
Серебро +0,19

Нержавеющая сталь (AISI 304), пассивное состояние

+0.09
Медь +0.02
Олово -0,26

Нержавеющая сталь (AISI 304), активное состояние

-0,29
Свинец -0,31
Сталь -0.46
Кадмий -0,49
Алюминий -0,51
Сталь оцинкованная -0,81
цинк -0,86
Магний -1,36

Учитывая сталь-медь Например, из приведенной выше таблицы будет отмечено, что медь имеет более высокий потенциал ( благороднее), чем обычная углеродистая сталь.Сталь будет анодом и корродирует, тогда как медь будет катодом и не подвергнется коррозии.

Коррозия в микроячейках

Сталь-медь пример показал, как происходит коррозия, когда два разных материала соединен в водном растворе. Как происходит коррозия на поверхности из цельного металла? Когда поверхность металла исследуется под микроскопом, будет видно, что это не один однородный металл.Различия в структура и размер зерна возникают на поверхности. Химический состав может варьируются, и могут присутствовать различные примеси.

Если потенциал электрода измеряется через явно однородной поверхности, будет обнаружено, что она значительно варьируется в пределах только доли квадратного миллиметра. Итак, катоды и аноды, возможно, маленькие, но достаточно большой, чтобы вызвать коррозию, может быть сформирован на той же металлической поверхности.В результате анодной и катодной реакций образовалась коррозионная микроячейка. описано ниже.


Анодная часть поверхности корродирована

В случае низкого pH катодная реакция будет: 2e + 2H + → H 2 . Поверхность катода может быть примеси, такие как оксидные включения, усиление графита или более благородная фаза.

Влияние микроэлементов металлов на производство этанола из синтез-газа этанологическим ацетогеном Clostridium ragsdalei

Влияние ионов металлов в следовых количествах (Co² +, Cu² +, Fe² +, Mn² +, Mo⁶ +, Ni² +, Zn² +, SeO₄⁻ и WO₄⁻) на рост и производство этанола этанологенным ацетогеном Clostridium ragsdalei исследовали в CO : CO₂-выращенные клетки. Стандартная среда для ацетогена (среда АТСС № 1754) манипулировалась изменением концентраций следов металлов в среде.Повышение индивидуальных концентраций Ni² +, Zn² +, SeO₄⁻ и WO₄⁻ с 0,84, 6,96, 1,06 и 0,68 мкМ в стандартном растворе следов металлов до 8,4, 34,8, 5,3 и 6,8 мкМ соответственно увеличивало производство этанола с 35,73. мМ при стандартных концентрациях металлов до 176,5, 187,8, 54,4 и 72,3 мМ соответственно. Никель был необходим для роста C. ragsdalei. Скорость роста (μ) C. ragsdalei улучшилась с 0,34 до 0,49 (день⁻¹), а активность, специфичная для монооксиддегидрогеназы (CODH) и гидрогеназы (H₂аза), улучшилась с 38.45 и от 0,35 до 48,5 и 1,66 Ед / мг белка, соответственно, при оптимальной концентрации Ni² +. При оптимальных концентрациях WO 2 и SeO 2 активность формиатдегидрогеназы (FDH) улучшилась с 32,3 до 42,6 и 45,4 ед / мг белка, соответственно. Продукция этанола и активность FDH снижались с 35 мМ и 32,3 Ед / мг белка до 1,14 и 8,79 Ед / мг белка, соответственно, после элиминации WO₄⁻ из среды. Хотя повышенная концентрация Zn² + усиливала рост и производство этанола, на активность CODH, FDH, H₂азы и алкогольдегидрогеназы (ADH) не влияло изменение концентрации Zn² +.Исключение Fe² + из среды снизило продукцию этанола с 35,7 до 6,30 мМ и снизило активность CODH, FDH, H₂азы и ADH с 38,5, 32,3, 0,35 и 0,68 Ед / мг белка до 9,07, 7,01, 0,10 и 0,24 Ед / мг. белок соответственно. Производство этанола улучшилось с 35 до 54 мМ, когда Cu² + был удален из среды. Оптимизация концентрации следов металлов в ферментационной среде улучшила активность ферментов (CODH, FDH и H2ase), рост и производство этанола C. ragsdalei.

.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.